(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト挿通孔が形成されたロッカアーム本体と、シャフト挿通孔に挿通されたロッカシャフトと、シャフト挿通孔に挿入されてロッカシャフトを支持する針状ころ軸受とを備えており、ロッカアーム本体がロッカシャフトを中心として揺動することでバルブの開閉を行い、針状ころ軸受の複数のころは、ロッカアーム本体の揺動に伴って反力を受ける負荷圏側のものと、この反対側にあって受ける力が小さい反負荷圏側のものとに分けられるロッカアームにおいて、
針状ころ軸受は、外輪と、外輪とロッカシャフトとの間に配置された複数のころと、複数のころを保持する保持器とからなり、外輪に対する保持器の相対回転可能範囲が所定角度以下に制限されているとともに、反負荷圏側のころの数が負荷圏側のころの数よりも少なくなされており、
外輪は、プレス成形品とされて、その両端部の少なくとも１カ所に略９０°折り曲げられたＬ字曲げ部が存在し、他の部分が略１８０°折り曲げられたＵ字曲げ部となるように折り曲げられており、Ｌ字曲げ部の内径が保持器の外径よりも小さいものとされるとともに、Ｌ字曲げ部との干渉を避けるためのＬ字曲げ部の周方向長さよりも大きい周方向長さを有する切欠き部が保持器端部に設けられ、切欠き部の周方向端面がＬ字曲げ部の移動可能範囲を制限することで、外輪に対する保持器の相対回転可能範囲が制限されていることを特徴とするロッカアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロッカシャフトを中心にして揺動することでバルブの開閉を行うロッカアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のロッカアームでは、ロッカアームとロッカシャフトとが滑り機構を介して接触していることが一般的であったが、ロッカアームの揺動運動の高速化に伴い、ロッカアームとロッカシャフトとの接触部分に生じる摩擦損失が大きくなって、ロッカアームの揺動の応答性が低下するという問題が発生している。そこで、この問題を解消するものとして、特許文献１には、シャフト挿通孔が形成されたロッカアーム本体と、シャフト挿通孔に挿通されたロッカシャフトと、ロッカアーム本体の長手方向一端側に設けられたアジャストボルトと、長手方向他端側に設けられたローラと、シャフト挿通孔に挿入されてロッカシャフトを支持する針状ころ軸受とを備えており、ロッカアーム本体がロッカシャフトを中心として所要の角度範囲内で揺動することでバルブ受け部を介してバルブの開閉を行うロッカアームが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−４７９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、具体的な構成として、ロッカアーム本体のシャフト挿通孔の周壁で直接ころを受けるものと、シェル形針状ころ軸受を圧入するものとが例示されている。ここで、前者のものでは、ロッカアーム本体の熱処理が必要となるという問題があり、後者のものでは、針状ころ軸受が高価なものとなるという問題がある。
【０００５】
なお、このようなロッカアームは、揺動角度の範囲が２０°程度と狭いものであり、針状ころ軸受のうちの負荷を受ける部分（負荷圏）が限定されているが、上記特許文献１では、負荷圏または反負荷圏というような考慮はなされていない。
【０００６】
この発明の目的は、ロッカシャフトを支持する針状ころ軸受のコストを低減することができるロッカアームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によるロッカアームは、シャフト挿通孔が形成されたロッカアーム本体と、シャフト挿通孔に挿通されたロッカシャフトと、シャフト挿通孔に挿入されてロッカシャフトを支持する針状ころ軸受とを備えており、ロッカアーム本体がロッカシャフトを中心として揺動することでバルブの開閉を行い、針状ころ軸受の複数のころは、ロッカアーム本体の揺動に伴って反力を受ける負荷圏側のものと、この反対側にあって受ける力が小さい反負荷圏側のものとに分けられるロッカアームにおいて、針状ころ軸受は、外輪と、外輪とロッカシャフトとの間に配置された複数のころと、複数のころを保持する保持器とからなり、外輪に対する保持器の相対回転可能範囲が所定角度以下に制限されているとともに、反負荷圏側のころの数が負荷圏側のころの数よりも少なくなされており、外輪は、プレス成形品とされて、その両端部の少なくとも１カ所に略９０°折り曲げられたＬ字曲げ部が存在し、他の部分が略１８０°折り曲げられたＵ字曲げ部となるように折り曲げられており、Ｌ字曲げ部の内径が保持器の外径よりも小さいものとされるとともに、Ｌ字曲げ部との干渉を避けるためのＬ字曲げ部の周方向長さよりも大きい周方向長さを有する切欠き部が保持器端部に設けられ、切欠き部の周方向端面がＬ字曲げ部の移動可能範囲を制限することで、外輪に対する保持器の相対回転可能範囲が制限されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この明細書において、ロッカアームの揺動によってバルブを開閉する際にバルブスプリングの反力などの負荷を受ける側を負荷圏側、この負荷圏側と対向する側を反負荷圏側と称する。
【０００９】
ロッカアームは、ロッカシャフトを中心として揺動する形態で使用され、この場合、針状ころ軸受の複数のころは、バルブ受け部に作用する反力を受ける負荷圏側のものと、この反対側にあって受ける力が小さい反負荷圏側のものとに分けられる。ロッカアームは、非常に狭い範囲（角度にして２０°程度の範囲）で揺動するもので、負荷を受けるのは負荷圏側に配置されたころだけであり、ころが全周に均等に配置されている従来の針状ころ軸受を使用した場合、実質的に不要なころが含まれることになる。
【００１０】
この発明は、上記のようなロッカアームの使用の形態に着目してなされたもので、通常の針状ころ軸受では、保持器が外輪に対して回転可能（ころが公転可能）であり、負荷圏側のころと反負荷圏側のころとが入れ替わるのに対し、外輪に対する保持器の相対回転可能範囲が所定角度以下に制限され、これにより、ころはこの所定角度を超えて転動することができず、負荷圏側のころは、常時負荷圏側に、反負荷圏側のころは、常時反負荷圏側にあるように配置される。反負荷圏側のころは、ロッカアームのシャフト挿通孔の周面とロッカシャフトの外周面との間を埋める隙間調整用スペーサとしての機能を果たすだけでよく、この反負荷圏側のころの数を減らすことで、他の性能に悪影響を与えずに、コストを低減することができる。反負荷圏側のころの数は、最低１本あればよく、揺動運動の安定性を考慮して、負荷圏側のころの数よりも少ない範囲で複数本としてもよい。
【００１１】
ロッカアーム本体の熱処理などの硬化処理は不要であり、外輪およびロッカシャフト（ころ軸受の内輪）には、熱処理などの硬化処理が施される。
【００１２】
外輪に対する保持器の相対回転可能範囲を所定角度以下に制限するには、外輪端部および保持器端部のいずれか一方に径方向突出部を設け、他方にこの突出部を嵌め入れる切欠き部を設け、切欠き部の周方向長さを突出部の周方向長さよりも所定角度に相当する分大きくすればよい。突出部（切欠き部）は、外輪または保持器の両端部に設けてもよく、一端部にだけ設けてもよい。突出部（切欠き）の数は、１つでもよく、複数設けてもよい。突出部を外輪に設けるには、例えば、外輪の両端部を折り曲げるものとし、その折曲げの一部をＬ字曲げ、残部をＵ字曲げとし、Ｌ字曲げ部を内方突出部として使用することができる。この場合、保持器には、Ｌ字曲げ部との干渉を避けるための切欠き部が設けられ、切欠き部内におけるＬ字曲げ部の移動可能範囲が相対回転規制範囲となる。
【００１３】
具体的には、例えば、外輪は、プレス成形品とされて、その両端部の少なくとも１カ所に略９０°折り曲げられたＬ字曲げ部が存在し、他の部分が略１８０°折り曲げられたＵ字曲げ部となるように折り曲げられており、Ｌ字曲げ部の内径が保持器の外径よりも小さいものとされるとともに、Ｌ字曲げ部との干渉を避けるためのＬ字曲げ部の周方向長さよりも大きい周方向長さを有する切欠き部が保持器端部に設けられ、切欠き部の周方向端面がＬ字曲げ部の移動可能範囲を制限することで、外輪に対する保持器の相対回転可能範囲が制限されているものとされる。
【００１４】
このようにすると、外輪は、プレス成形によって得ることができ、外輪に対する保持器の相対回転可能範囲を制限する構成を容易にかつ安価に得ることができる。この場合の保持器は、外輪と同様に金属製でプレス成形によって形成することが好ましいが、合成樹脂製の成型品としてももちろんよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のロッカアームによると、ロッカシャフトが針状ころ軸受によって支持されていることで、ロッカアームとロッカシャフトの接触部分に生じる摩擦損失が小さく抑えられ、ロッカアームにおける揺動の応答性の低下が防止されており、さらに、一般的な針状ころ軸受を使用した場合に含まれる実質不要なころが削除されているので、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、この発明によるロッカアームの１実施形態を示す正面図である。
【図２】図２は、針状ころ軸受の正面図である。
【図３】図３は、針状ころ軸受の部分斜視図である。
【図４】図４は、針状ころ軸受のころおよび保持器を示す斜視図である。
【図５】図５は、針状ころ軸受の保持器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、この発明によるロッカアームの１実施形態を示す正面図であり、図２は、その要部である針状ころ軸受の正面図である。図３は、針状ころ軸受の部分斜視図であり、図４は、針状ころ軸受のころおよび保持器を示す斜視図であり、図５は、針状ころ軸受の保持器を示す斜視図である。以下の説明において、上下は、図１および図２の各正面図における上下をいうものとし、これらの図では、上が反負荷圏側、下が負荷圏側となっている。図３から図５までの各斜視図については、図面を見やすいものとするために、負荷圏側を上に、反負荷圏側を下にして描いている。
【００１９】
ロッカアーム(1)は、シャフト挿通孔(3)が形成されたロッカアーム本体(2)と、シャフト挿通孔(3)に挿通されたロッカシャフト(4)と、ロッカアーム本体(2)の長手方向一端側に設けられたアジャストボルト（バルブ受け部）(5)と、長手方向他端側に設けられたローラ（カム受け部）(6)と、シャフト挿通孔(3)に挿入されてロッカシャフト(4)を支持する針状ころ軸受(7)とを備えている。
【００２０】
このロッカアーム(1)は、ローラ(6)に当接するカム（図示略）の回転に伴って、ロッカアーム本体(2)がロッカシャフト(4)を中心として揺動し、アジャストボルト(5)の下方に当接するバルブステム（図示略）を上下移動させるようになっている。
【００２１】
ここで、ロッカシャフト(4)が針状ころ軸受(7)によって支持されている構成とされていることで、ロッカアーム(1)の揺動運動が高速化した場合であっても、ロッカアーム本体(2)とロッカシャフト(4)との接触部分に生じる摩擦損失が小さく抑えられ、ロッカアーム(1)における揺動の応答性の低下が防止されている。
【００２２】
針状ころ軸受(7)は、ロッカアーム本体(2)のシャフト挿通孔(3)に固定された略円筒状の外輪(11)と、外輪(11)とロッカシャフト(4)との間に配置された複数のころ(12)(13)と、外輪(11)内に相対回転可能に挿入された略円筒状の保持器(14)とからなる。
【００２３】
図１において、ロッカシャフト(4)が固定された状態で、バルブに設けられているバルブスプリングからの反力が略上向きに作用することから、針状ころ軸受(7)の下側が負荷圏、上側が反負荷圏となっており、外輪(11)は、図の下側の負荷圏側半部(21)および図の上側の反負荷圏側半部(22)からなり、これに対応して、保持器(14)も負荷圏側半部(23)および反負荷圏側半部(24)からなる。保持器(14)の負荷圏側半部(23)には、複数本の負荷圏側ころ(12)が保持され、保持器(14)の反負荷圏側半部(24)には、１本の反負荷圏側ころ(13)が保持されている。
【００２４】
後述するように、保持器(14)は、外輪(11)に対して相対回転可能であるが、その相対回転可能範囲は所定角度以下に制限されている。
【００２５】
外輪(11)は、金属製でプレス成形により形成されており、図３に示すように、負荷圏側半部(21)は、その左右端部がともに略１８０°折り曲げられたＵ字曲げ部(21a)(21b)とされており、反負荷圏側半部(22)は、その左端部がＵ字曲げ部(22a)、その右端部が略９０°折り曲げられたＬ字曲げ部(22b)とされている。Ｕ字曲げ部(21a)(21b)(22a)の内径は、保持器(14)の外径よりも大きく、Ｌ字曲げ部(22b)の内径は、保持器(14)の外径よりも小さくなされている。これにより、反負荷圏側半部(22)の一端部（この例では右端部）に、径方向内方に突出する内方突出部としてのＬ字曲げ部(22b)が形成されている。
【００２６】
保持器(14)は、金属製でプレス成形により形成されており、図５に示すように、全体として円筒状に形成されるとともに、その軸方向一端部（右端部）に切欠き部(25)が形成されている。切欠き部(25)が設けられていない軸方向長さが長い部分が負荷圏側半部(23)とされ、切欠き部(25)が設けられていて軸方向長さが短い部分が反負荷圏側半部(24)とされている。保持器の負荷圏側半部(23)には、複数の負荷圏側ポケット(26)が形成されており、反負荷圏側半部(24)には、１つの反負荷圏側ポケット(27)が形成されている。
【００２７】
保持器(14)は、例えば溶接保持器とされ、この場合、切欠き部(25)は、溶接前の平板をプレス加工する際に、ポケット(26)(27)形成と同時に形成される。
【００２８】
保持器(14)には、図４に示すように、その各ポケット(26)(27)に同一形状のころ(12)(13)が配置され、これにより、保持器(14)の負荷圏側半部(23)に複数本の負荷圏側ころ(12)が保持され、保持器(14)の反負荷圏側半部(24)に１本の反負荷圏側ころ(13)が保持された構成が得られている。なお、保持器(14)の負荷圏側半部(23)に複数本の負荷圏側ころ(12)を、保持器(14)の反負荷圏側半部(24)に１本の反負荷圏側ころ(13)を保持するには、周方向に同じ間隔でポケットを設けておいて、反負荷圏側の複数のポケットのいくつかを空にするようにしてもよい。
【００２９】
図４に示したころ(12)(13)および保持器(14)は、図１から図３までに示すように、保持器(14)の負荷圏側半部(23)が外輪(11)の負荷圏側半部(21)内に嵌め入れられ、保持器(14)の反負荷圏側半部(24)が外輪(11)の反負荷圏側半部(22)内に嵌め入れられている。
【００３０】
保持器(14)の反負荷圏側半部(24)にある切欠き部(25)は、外輪(11)の反負荷圏側半部(22)にある径方向内方突出部であるＬ字曲げ部(22b)に干渉しないようにするためのもので、これにより、保持器(14)の外径は、Ｌ字曲げ部(22b)の内径よりも大きいが、保持器(14)の反負荷圏側半部(24)と外輪(11)の反負荷圏側半部(22)とが干渉することはない。
【００３１】
図２に示すように、切欠き部(25)が設けられていることで、保持器(11)の負荷圏側半部(23)の周方向端面（切欠き部(25)の周方向端面）と外輪(11)のＬ字曲げ部(22b)の周方向端面との間には、隙間(G1)(G2)が存在している。これらの隙間(G1)(G2)を合わせた長さは、ロッカアーム本体(2)の揺動に必要な保持器(11)の周方向移動量よりも大きくなされており、これにより、ロッカアーム本体(2)の揺動に伴って、保持器(11)は、外輪(12)に対して回転でき、複数のころ(12)(13)もこの範囲内で公転することができる。ここで、外輪(12)に対する保持器(11)の相対回転可能範囲は、ロッカアーム(1)の揺動に対応する角度＋α（αは０以上の任意の値）に設定され、これにより、ロッカアーム(1)に要求される揺動角度が確保されている。
【００３２】
保持器(14)が外輪(11)に対して回転すると、切欠き部(25)が設けられていない負荷圏側半部(23)の周方向の端面が外輪(11)のＬ字曲げ部(22b)に当接する（いずれか一方の隙間(G1)(G2)が０になる）ことになり、保持器(14)のそれ以上の回転が防止される。こうして、保持器(14)の外輪(11)に対する相対回転角度が制限されており、負荷圏側のころ(12)および反負荷圏側のころ(13)はそれぞれ狭い範囲で転動する。反負荷圏側のころ(13)は、スペーサ機能を有していればよく、その数を１本（必要に応じて２〜３本）として、負荷圏側のころ(12)の数に比べて少なくしても、負荷容量が減少することはない。
【００３３】
上記において、ロッカアーム本体(2)は、鋳型によって製作することができ、また、板金によって成形してもよい。外輪(11の反負荷圏側半部(22)は、左端部がＵ字曲げ部(22a)、右端部がＬ字曲げ部(22b)とされているが、両端部ともにＬ字曲げ部としてもよい。Ｌ字曲げ部(22b)は、反負荷圏側半部(22)の全長にわたって（略１８０°分）設ける必要はなく、反負荷圏側半部(22)の所定位置に短いＬ字曲げ部を設けるようにしてもよい。また、Ｌ字曲げ部は、外輪(11の反負荷圏側半部ではなく、負荷圏側半部に設けるようにしてもよい。いずれの場合でも、保持器には、外輪のＬ字曲げ部に対応して、Ｌ字曲げ部の周方向長さにロッカアームの揺動に必要な長さを加えた周方向長さを有する切欠き部が設けられる。
【符号の説明】
【００３４】
(1)         ロッカアーム
(2)         ロッカアーム本体
(3)         シャフト挿通孔
(4)         ロッカシャフト
(5)         アジャストボルト（バルブ受け部）
(6)         ローラ（カム受け部）
(7)         針状ころ軸受
(11)        外輪
(12)        負荷圏側のころ
(13)        反負荷圏側のころ
(14)        保持器
(21a)(21b)  Ｕ字曲げ部
(22a)       Ｕ字曲げ部
(22b)       Ｌ字曲げ部
(25)        切欠き部
【図１】
0005402303.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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